生活電器
電熱毯方案開發(fā)
電熱毯是一種依靠電熱絲通電發(fā)熱的一種床上低溫取暖用品，特別適合于沒有暖氣設(shè)備的室內(nèi)濕冷環(huán)境，尤其在冬季，更是家家必備的供暖工具之一。對老人、兒童和患有關(guān)節(jié)炎、哮喘疾病的人來講，使用電熱毯睡眠會取得非常理想的理療效果。電熱毯主要由發(fā)熱元件、基芯、面料、電源線、接線盒(發(fā)熱元件與電源線連接部分)、控制開關(guān)(或調(diào)溫器)等組成。
一、電熱毯的分類
市場上的電熱毯品牌繁多，消費者選購電熱毯一定要考慮到它的安全性、舒適性、可靠性、耐用性、功能性。目前市場上常見的電熱毯有單人電熱毯和雙人電熱毯兩種。供單人使用的發(fā)熱功率多在40～60W，供雙人使用的發(fā)熱功率多在60 IOOW。根據(jù)使用的電壓不同，有220V電壓供電的電熱毯和交流24V以下的安全型電熱毯。
(1)普通型電熱毯。主要依靠電源開關(guān)的插拔來實現(xiàn)通電加熱、斷電降溫，但控制溫度不方便。
(2)手動控溫型。市場上大部分是這一種，用手工控制開關(guān)，當(dāng)接入半導(dǎo)體二極管時，降低電壓達(dá)到保溫的目的。
(3)自動控溫型。它采用恒溫控制裝置，當(dāng)溫度升到某一額定值時(如40～6Oqc)，可自動降壓或斷電，溫度過低可自動升溫。恒溫電熱毯屬于較高檔的電熱毯。
(4)安全型電熱毯。有高壓型，直接接入22Ov交流電；低壓型，通常通過電源變壓器，將電壓從220伏降到幾十伏，在一定范圍內(nèi)可以調(diào)整。
(5)多功能低壓保健電熱毯。該種電熱毯具有以下一些優(yōu)點：首先是安全、節(jié)能省電。發(fā)熱元件采用新型合金發(fā)熱絲，低阻值，電導(dǎo)率高，熱效率高，升溫快。其次是調(diào)溫控溫，調(diào)溫開關(guān)采用雙路雙溫雙控，同一床電熱毯上可根據(jù)不同需要控制在兩個不同的溫區(qū)，實現(xiàn)雙人溫差的調(diào)控功能。溫控開關(guān)溫升可控制在15～4 5℃的范圍內(nèi)，具有適應(yīng)人體需要的調(diào)溫、控溫、保暖去寒功能。
(6)磁療保健功能的電熱毯。該種電熱毯經(jīng)220V向24V低壓的轉(zhuǎn)換是通過磁場變頻降壓來完成的，工作頻率在25k H z范圍內(nèi)，由于發(fā)熱元件特殊結(jié)構(gòu)的作用，使電熱毯在工作時產(chǎn)生適宜的磁通量，與一些磁療或脈沖保健用品的磁通量相吻合，根據(jù)人體生理的構(gòu)成情況進(jìn)行設(shè)計，可使周身穴位得到調(diào)節(jié)，疏筋活絡(luò)，促使肌體各關(guān)節(jié)輕松舒展，改善血液循環(huán)促進(jìn)細(xì)胞代謝，使內(nèi)分泌旺盛。
二、電熱毯方案工作原理
電熱毯的電源是經(jīng)開關(guān)和保險絲與電熱線直接相連接的。使用時，插上電源插頭，閉合電源開關(guān)，電熱線加熱升溫，其溫度的調(diào)節(jié)只能靠開關(guān)和插拔電源插頭來完成。其中的保險絲要起過流保護作用。
電熱毯目前主要是利用發(fā)熱元件來進(jìn)行工作的，而發(fā)熱部件的主要功能是將電能轉(zhuǎn)換熱能。而現(xiàn)在有很多的電熱毯所采用主要的發(fā)熱元件是熱敏電阻。
熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)而制成的。其常用的半導(dǎo)體材料有鐵、鎳、鈷、鉬、鈦鎂銅等得氧化物或其他氧化物。熱敏電阻具有靈敏度高，電阻溫度系數(shù)比金屬大，體積小，熱慣性小，結(jié)構(gòu)性好，機械性能強，價格便宜，壽命長等優(yōu)點。但也有相互性和復(fù)雜性差，非線形嚴(yán)重，測溫范圍較窄。
三、電熱毯的設(shè)計安全方案
電熱毯主要由發(fā)熱線、毯料、控制器、連接器和電線構(gòu)成，而對安全性起到關(guān)鍵作用的是發(fā)熱線、控制器和連接器。在國家相關(guān)部門的多次抽查中發(fā)現(xiàn)，所有不合格電熱毯主要具有以下問題，一是電熱毯的發(fā)熱線彎曲次數(shù)不合格，容易斷絲，引起打火；二是折疊時溫度控制達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；三是帶電部件泄漏電流指標(biāo)不合格。安全電熱毯必須具備以下四個要素：
1)發(fā)熱線材必須使用雙層螺旋線結(jié)構(gòu)的耐壓發(fā)熱線。
2)控制器必須具備防電弧，防漏電和自動保護功能。
3)連接器必須具有較高的耐壓強度和密閉絕緣連接功能。
4)必須具有嚴(yán)格的測試環(huán)境，保證百分百的安全。
1、電熱毯發(fā)熱線材設(shè)計
電熱毯最大安全隱患是起火，因此，需要考慮如何防止由于電熱毯的局部高溫、毯子過熱以及斷絲打火等引發(fā)的火災(zāi)事故。和普通的單層發(fā)熱線相比，雙層螺線發(fā)熱線結(jié)構(gòu)由于加入了螺旋檢測線層，因此能夠全線路檢測溫度信號和故障信號，通過特殊的信號傳遞技術(shù)將這些異常信號迅速的傳遞給控制器，進(jìn)行安全控制。
2、電熱毯控制器設(shè)計
控制器也就是通常說的開關(guān)，在安全電熱毯的設(shè)計中，它不僅能夠起到開關(guān)和調(diào)溫的作用，還需要具有切斷電源到安全保護電熱毯的作用。因此與普通的二芯線開關(guān)相比，安全電熱毯必須采用三芯線結(jié)構(gòu)，除電源線外，需要加入獨立的溫度和故障信號反饋通道，并且采用高反壓整流管、高精度溫度熔斷裝置和電流熔斷裝置等，以實現(xiàn)對電熱毯在使用過程中安全狀態(tài)有效的監(jiān)控，一旦出現(xiàn)意外，能夠及時的切斷電源，實現(xiàn)多重安全保護。
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多電熱毯的燃燒不是由于溫度過高引起，而是由于控制器的電弧火花引起。因此，安全電熱毯的控制器必須能夠防止電弧火花，電熱毯控制器必須采用阻燃PCB板，并且配以PA自潤滑滑觸片，在制造上、工藝上需要使用波峰自動焊連和電源線勾焊，以達(dá)到有效的防止電弧火花，延長開關(guān)使用壽命的目的。
3、連接器設(shè)計
連接器即連接發(fā)熱線和控制器的設(shè)備，雖然這是一個很重要的設(shè)備，但是也是很多電熱毯制造企業(yè)忽略的設(shè)備。有些劣質(zhì)電熱毯制造商直接用低檔膠將發(fā)熱線和控制器通過電線連接，還有的甚至用絕緣膠布來連接，這些都存在著極大的安全隱患，在潮濕的環(huán)境中很容易造成電熱毯漏電傷人。安全電熱毯的連接器，必須具有較高的耐壓強度，采用阻燃PCB板和自動恒溫焊接技術(shù)，以保證發(fā)熱線和控制器之間的絕對安全。保證發(fā)熱線和控制器的絕緣密閉連接，杜絕安全隱患。
四、電熱毯溫度控制系統(tǒng)設(shè)計
電熱毯是一種功耗低、經(jīng)濟適用的取暖設(shè)備，同時在睡眠時也具有空調(diào)無法取代的取暖效果和經(jīng)濟效果，在我國城鄉(xiāng)居民中使用十分廣泛，尤其在冬春季節(jié)廣大農(nóng)村使用電熱毯取暖的現(xiàn)象十分普遍。然而，一般的家用電熱毯只有高低溫兩個檔位，在嚴(yán)冬使用時往往覺得高溫檔溫度太高，低溫檔溫度太低，使用者在冬夜里經(jīng)常被熱醒或凍醒而起床對檔位進(jìn)行調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響人的睡眠質(zhì)量。這不但會使人身體感覺不適，還會造成能源的浪費。因此，研制和開發(fā)新型電熱毯及其控制系統(tǒng)，提高電熱毯使用舒適度、可靠性和方便性，成為使用者和電熱毯生產(chǎn)企業(yè)的共同期望，也是電熱毯整個行業(yè)發(fā)展需要解決的重要課題。
電熱毯溫度控制系統(tǒng)一般要滿足下列要求：(1)恒溫控制穩(wěn)定。溫度設(shè)定后溫度應(yīng)該穩(wěn)定在設(shè)定值附近，不應(yīng)有大的波動。(2)適用性強。電熱毯種類繁多，溫度控制系統(tǒng)要適用于不同類型的電熱毯。(3)易操作。溫控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)應(yīng)該操作簡便，容易掌握。(4)結(jié)構(gòu)簡單。溫控裝置應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和安裝。(5)經(jīng)濟效益好。溫控系統(tǒng)應(yīng)盡可能節(jié)省電能。(6)安全性好。溫控系統(tǒng)要有上限溫度限制，防止溫度過高，防止不安全事故發(fā)生。
目前常用的電熱毯溫控系統(tǒng)有兩種：基于可控硅的溫控系統(tǒng)、基于智能檢測控制系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)原理不同工作特性也不同。
基于可控硅的溫控系統(tǒng)可手動調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)電熱毯發(fā)熱功率，其工作方式為持續(xù)加熱，即在電熱毯加熱絲一直在工作。用戶可調(diào)節(jié)發(fā)熱功率來控制電熱毯的溫度，屬于無級調(diào)溫，但由于缺少指示裝置只能根據(jù)經(jīng)驗調(diào)節(jié)電位器阻值，調(diào)節(jié)精度完全依賴使用者的經(jīng)驗，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)較高時，可能發(fā)生不安全事故。
基于控制器的溫控系統(tǒng)，通過溫度傳感器采集實際溫度，并能實時的顯示電熱毯當(dāng)前溫度，用戶可方便的進(jìn)行溫度的設(shè)定，達(dá)到設(shè)定溫度后會自動停止加熱，工作方式為間斷加熱方式，在滿足溫度控制的前提下能有效的節(jié)約能源；并由相應(yīng)的保護措施，安全性較高。
五、電熱毯選購建議
為保證家庭使用電熱毯的安全和電熱毯的使用壽命，防止和避免使用電熱毯過程中發(fā)生的不安全因素，因此要正確選購電熱毯：
(1)購買電熱毯時要選購經(jīng)過國家質(zhì)量檢驗部門檢驗合格的產(chǎn)品。辨別電熱毯的安全標(biāo)志(O S)，說明是通過國家質(zhì)量安全檢驗的安全產(chǎn)品對于小廠家生產(chǎn)的三無產(chǎn)品堅決不要購買，否則使用的安全性是無法得到保障的；
(2)到正規(guī)商場購買，產(chǎn)品上要有廠名、廠標(biāo)和廠址、出廠年月和檢查員章及合格證；要有一個清晰明確的標(biāo)志，標(biāo)志上應(yīng)能反映出電熱毯的規(guī)格、生產(chǎn)廠家及必要的提示；
(3)電熱毯的面積不同，加熱面積也不同。通常分為單人、雙人或三人電熱毯。在可能的情況下，盡可能選擇面積較大的電熱毯；
(4)盡可能選擇質(zhì)地好的面料、選擇厚的比薄的好；功率單人不宜超過6oW，雙人不宜超過120W；
(5)通電檢查，將其放到高溫檔位置，約3-5m in用手摸電熱毯中部應(yīng)有溫升，證明該檔是完好的。如調(diào)溫器是其它型式的，可延長測試時間：
(6)電熱毯電源控制器應(yīng)完整、光滑、無缺損，使用靈活，有清晰的開關(guān)標(biāo)記，使用的電源線應(yīng)為雙層護套線。
六、電熱毯使用注意事項
(1)使用電熱毯之前，應(yīng)詳細(xì)閱讀使用說明書，嚴(yán)格按照說明書操作：(2)不得插入針銷；(3)弄濕是不得使用；(4)不得干洗或洗滌；(5)避免在器具上壓出皺褶；(6)不得讓不能自理人員、嬰幼兒或?qū)Σ幻舾械娜耸褂茫?7)不用時放在干燥的地方儲存。不得折疊使用；(8)經(jīng)常檢查器具上是否有磨損或損壞的跡象，如果有這類跡象，或是如果此器具己被誤使用，則應(yīng)在下次使用前返回到供應(yīng)商處；(9)如果電源線損壞，為避免危險，必須由制造廠或其維修部或類似的專職人員來更換；(1O)在高溫調(diào)定位置上使用過長的時間會造成皮膚燙傷。
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